CN202250255U - 涡轮机导向叶片调节器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种涡轮机导向叶片调节器，包括：壳体(1)；旋转安装在所述壳体(1)上的调节凸轮(3)；收容安装于所述壳体(1)内的随动活门(4)和作动机构(5)；所述随动活门(4)和所述作动机构(5)相互作用提供导向叶片的旋转动力。本实用新型采用液压驱动导向叶片调节器，可连续地无级调节导向叶片的角度，使得导向叶片的角度能够与不同转速下涡轮叶片气流进气角度的需求相匹配，大大提高涡轮叶片热能转换效率。

Description

涡轮机导向叶片调节器

技术领域

本实用新型涉及涡轮机领域，特别地，涉及一种涡轮机导向叶片调节器。 

背景技术

在动力涡轮机中都安装有导向叶片，导向叶片的作用是改变进入涡轮叶片前的气流方向。为了使动力涡轮叶片得到较好角度的进气气流，通常在涡轮叶片前设计了可调节角度的导向叶片(也称静叶)。目前，导向叶片是利用导向叶片调节器进行多级调节。然而，现有的导向叶片调节器只能将导叶角度调节到固定几个位置。 

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种涡轮机导向叶片调节器，以解决现有导向叶片调节器只能将导向叶片角度调节到几个固定的位置而能连续无级调节的技术问题。 

为实现上述目的，本实用新型提供了一种涡轮机导向叶片调节器，包括壳体；旋转安装在壳体上的调节凸轮；收容安装于壳体内的随动活门和作动机构；随动活门包括外衬套和内衬套，内衬套收容于外衬套内，内衬套设有内衬油孔，外衬套设有第一油孔、第二油孔和第三油孔，内衬套抵接于调节凸轮，且内衬套随调节凸轮的转动相对外衬套沿轴向移动；作动机构包括作动机构凸轮、作动机构齿轮、轴芯和作动筒；作动机构凸轮和作动机构齿轮均固定安装于轴芯，作动机构凸轮抵接于外衬套，且并驱动外衬套随作动机构凸轮的转动相对于内衬套沿轴向移动；作动筒包括第一套筒段、第二套筒段及可滑动地位于第一套筒段、第二套筒段之间的作动筒内齿条；第一套筒段可操作地与第三油孔(43)贯通；第二套筒段可操作地与第二油孔贯通；作动机构齿轮与作动筒内齿条啮合，轴芯与导向叶片连接。 

进一步地，随动活门还包括衬套，内衬套和外衬套一起收容于衬套内，衬套设有若干衬套油孔；第一套筒段与其中的一个衬套油孔贯通；第二套筒段与其中的另外一个衬套油孔贯通；其中的一个衬套油孔和其中的另外一个衬套油孔分别可操作地与第三油孔和第二油孔贯通。 

进一步地，内衬套包括第一端和第二端，内衬套的第一端与调节凸轮相抵接；壳体还固定设有一螺纹导杆，螺纹导杆抵靠内衬套的第二端；螺纹导杆上套设有一导杆内套；弹簧套设于导杆内套，且弹簧的相对端分别抵接导杆内套和内衬套的第二端。 

进一步地，内衬套包括一内腔，且内衬油孔均与内腔贯通；第二端为开口端，其内固定有一连接环；弹簧部分套设于连接环。 

进一步地，螺纹导杆设有一头部；螺纹导杆于头部和导杆内套之间还套有导杆外套；外 衬套包括第一端和第二端，外衬套的第一端与作动机构相接触；导杆外套的一端抵顶于外衬套的第二端；弹簧套设于外衬套，且弹簧的相对端分别抵接导杆外套和头部。 

进一步地，作动机构凸轮安装于芯轴的第一端；芯轴的第二端作为输出凸耳与导向叶片的半齿环啮合；作动机构齿轮固定于芯轴的第一端和第二端之间。 

进一步地，还包括固定于壳体的进油机构；进油机构设有进油管接头及与进油管接头连通的进油通道；进油通道与其中一个衬套油孔连通，且可操作地与第一油孔连通。 

进一步地，进油机构包括固定于壳体的进油管外壳及套接于进油管外壳内的进油管内壳；进油管接头贯穿进油管内壳。 

进一步地，进油管内壳内还设有油滤；进油管接头和进油通道之间通过油滤贯通。

进一步地，还包括连接于壳体的出油机构；出油机构包括与作动机构相连通的出口管内壳、出口管接头及与出口管接头相连接的单向阀门。 

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型采用液压驱动导向叶片调节器，可连续地无级调节导向叶片的角度，使得导向叶片的角度能够与不同转速下涡轮叶片气流进气角度的需求相匹配，大大提高涡轮叶片热能转换效率。 

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。 

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中： 

图1是本实用新型优选实施例的导向叶片调节器剖面结构示意图； 

图2是本实用新型优选实施例的调节器的进油机构的剖面结构示意图； 

图3是本实用新型优选实施例的调节器的随动活门的剖面结构示意图； 

图4是本实用新型优选实施例的调节器的作动机构的剖面结构示意图； 

图5是本实用新型优选实施例的导向叶片调节器在作动筒平面上的剖面结构示意图； 

图6是本实用新型优选实施例的作动机构凸轮型面结构俯视图示意图； 

图7是本实用新型优选实施例的调节器的调节凸轮型面结构俯视示意图；以及 

图8是本实用新型优选实施例的调节器的出油机构剖面结构示意图。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是实用新型明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。 

参见图1，一种涡轮导向叶片调节器，包括壳体1、操纵杆2、调节凸轮3、随动活门4、作动机构5、进油机构6、出油机构7以及压力控制口管接头8。随动活门4和作动机构5收容于壳体1内，操纵杆2和调节凸轮3安装在壳体1上，进油机构6和出油机构7分别安装在壳体1的两端。作为其它的实施例，涡轮导向叶片调节器可以不设置操纵杆2或/和进油机构6或/和出油机构7。 

结合参见图2，进油机构6包括进油管外壳61、进油管内壳62、油滤63、进油管接头64和进油通道65。油滤63收容于进油管内壳62内，进油管外壳61套接在进油管内壳62外壁上。进油管接头64固定连接在进油管内壳62上，并与油滤63相连通。进油机构6固定连接在壳体1的第一端，并通过进油通道65与随动活门4连通。 

结合参见图3，随动活门4包括第一油孔41、第二油孔42、第三油孔43、衬套44、外衬套45、内衬套46、螺纹导杆47和弹簧48、49。内衬套46收容于外衬套45内。内衬套46和外衬套45一起收容于衬套44内。其中第一油孔41作为随动活门4的进油孔，与进油机构6的进油管道相连通。 

内衬套46为空心管道，该空心管道的空心部分为内腔464。内衬套46的管壁上开设有若干供燃油穿透的内衬油孔465。内衬套46包括呈凸弧面的圆柱体的第一端461和具有开口的第二端462。内衬套46的第一端461与调节凸轮3相抵接。一连接环463部分收容于内衬套46的第二端462的开口。 

外衬套45包括均伸出内衬套46的第一端461和第二端462的第一端451和第二端452。外衬套45的第一端451与作动机构5相接触。第一油孔41、第二油孔42和第三油孔43贯通外衬套45的管壁，且第一油孔41与进油机构6的进油通道65连通。 

衬套44的管壁上开设有若干供燃油穿透的衬套油孔441。 

螺纹导杆47包括一头部473及由头部473延伸的空心杆部。空心杆部顶靠连接环463外露于内衬套46的一端。螺纹导杆47的杆部套装有导杆内套472和导杆外套471。其中，导杆外套471位于头部473和导杆内套472之间，并收容导杆内套472。导杆内套472的一端向外伸有抵顶导杆外套471的外翻边，导杆内套472的另一相对端顶靠连接环463外露于内衬套46的一端。弹簧48套装在导杆内套472和连接环463上，且弹簧48的相对端分别抵接导杆内套472的外翻边和内衬套46的第二端462。导杆外套471的第一端设有与外衬套45的第二端452相抵接的外翻边。弹簧49套装在导杆外套471上，且弹簧49的相对端分别抵接导杆外套471的外翻边和螺纹导杆47的头部473。 

压力控制口管接头8固定连接在壳体1上，且与螺纹导杆47连接。压力控制口管接头8与空心杆部相连通。 

结合参见图4和图5，作动机构5包括作动机构凸轮51、作动机构齿轮52、输出凸耳53、 轴承54、轴芯55和作动筒56。作动机构齿轮52和轴承54均套装在轴芯55上。作动机构凸轮51套扣安装在轴芯55的第一端551，且作动机构凸轮51的轮端面与外衬套45的第一端451相抵接。作动机构齿轮52的两侧各设置一作动筒56，作动筒56的空腔与随动活门4相连通。作动筒56包括一作动筒内齿条561，作动筒内齿条561与作动机构齿轮52啮合。轴芯55的第二端为输出凸耳53。输出凸耳53与叶轮的半齿环啮合。 

结合参见图6，作动机构凸轮51的轮面半径大小不相等。 

结合图7，调节凸轮3间隙地套装在作动机构凸轮51上，并且调节凸轮3嵌固在壳体1内。调节凸轮3的轮面31的轮端与内衬套46的第一端461型面接触。调节凸轮3的轮面31的半径大小不相等。操纵杆2与调节凸轮3固定连接，以控制调节凸轮3旋转。当调节凸轮3的半径较大处可抵顶调节凸轮3时，内衬套46向左移动；当调节凸轮3旋转至半径较小处顶挡调节凸轮3时，内衬套46在弹簧48的弹性回复力的作用下向右移动。 

结合参见图8，出油机构7包括单向阀门71、出口管内壳72和出口管接头73。单向阀门71的一端与出口管接头73相连接，且收容于出口管接头73。出口管接头73与出口管内壳72连接。出口管内壳72与壳体1固定连接，且与作动机构5相连通。 

本实用新型涡轮导向叶片调节器的工作原理是： 

导向叶片调节器处于静态平衡位置时，随动活门4的内衬套46和外衬套45处于图3所示位置，内衬套46上的内衬油孔465以及衬套44上的衬套油孔441与外衬套45上的第一油孔41、第二油孔42和第三油孔43均错开。此时，弹簧48、49弹性压缩，且弹簧48、49的弹力作用下内衬套46的第一端461与调节凸轮3的半径较大处的轮面31接触。 

当导向叶片需要调整角度时，导向叶片调节器开始工作，燃油经进油管接头64进入油滤63，过滤后燃油通过进油通道65和衬套44上的衬套油孔441进入外衬套45上的第一油孔41。使操纵杆2由80°往-12°方向转动，以带动调节凸轮3转动。在此过程中，调节凸轮3从型面半径大的部位逐渐向型面半径小的部位旋转。在弹簧48的弹力作用下，随动活门4的内衬套46向作动机构5方向移动，此时，内衬套46上的内衬油孔465以及衬套44上的衬套油孔441与外衬套45上的第一油孔41和第三油孔43均对齐。外衬套45的第一油孔41内的燃油流入内腔464，再经过第三油孔43进入作动筒56内，使作动筒56的一端形成高压腔。从而，作动筒56的两端压差增大。在压差作用下，作动筒齿条561往低压腔方向移动，且使低压腔内的燃油经第二油孔42流入随动活门4。作动机构5的齿轮52在作动筒齿条561的带动下顺时针转动。此时，轴芯55也随着齿轮52转动，从而带动作动机构凸轮51转动。在此过程中，作动机构凸轮51往轮面半径减小的方向旋转，弹簧49的弹性回复力使外衬套45向靠近作动机构5的方向移动，直到随动活门4再次处于平衡状态。 

作动机构5的轴芯55旋转，输出凸耳53也随着转动。安装于输出凸耳53的叶轮的半齿环也随着转动。半齿环的转动会带动导向叶片旋转，从而实现调节与半齿环连接的导向叶片排气角的目的。当导向调节器的操纵杆2由-12°往80°方向移动时，随动活门4的内衬套46向背离作动机构5的方向移动。这时，燃油进入第二油孔42，进而进入作动筒中，形成反向 的高压腔，作动机构5逆时针旋转，外衬套45向背离作动机构5的方向移动，直到随动活门4达到平衡状态。这时，导向叶片反方向转动，导向叶片转动过程中会达到一个最佳的进气攻角。 

在上述过程中，随动活门4内的有些燃油通过间隙渗入作动机构5和调节凸轮3之间空腔。该空腔内的燃油经过间隙进入出油机构7，再通过出口管接头73流出。 

当涡轮转子转速超转需导向叶片调节器放油或涡轮导向叶片需紧急制动时，随动活门4内一部份燃油经压力控制口管接头8对导向叶片调节器进行放油。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，包括：壳体(1)；

旋转安装在所述壳体(1)上的调节凸轮(3)；

收容安装于所述壳体(1)内的随动活门(4)和作动机构(5)；

所述随动活门(4)包括外衬套(45)和内衬套(46)，所述内衬套(46)收容于所述外衬套(45)内，所述内衬套(46)设有内衬油孔(465)，所述外衬套(45)设有第一油孔(41)、第二油孔(42)和第三油孔(43)，所述内衬套(46)抵接于所述调节凸轮(3)，且所述内衬套(46)随所述调节凸轮(3)的转动相对所述外衬套(45)沿轴向移动；

所述作动机构(5)包括作动机构凸轮(51)、作动机构齿轮(52)、轴芯(55)和作动筒(56)；

所述作动机构凸轮(51)和所述作动机构齿轮(52)均固定安装于所述轴芯(55)，所述作动机构凸轮(51)抵接于所述外衬套(45)，且并驱动所述外衬套(45)随所述作动机构凸轮(51)的转动相对于所述内衬套(46)沿轴向移动；

所述作动筒(56)包括第一套筒段、第二套筒段及可滑动地位于所述第一套筒段、第二套筒段之间的作动筒内齿条(561)；

所述第一套筒段可操作地与所述第三油孔(43)贯通；

所述第二套筒段可操作地与所述第二油孔(42)贯通；

所述作动机构齿轮(52)与所述作动筒内齿条(561)啮合，所述轴芯(55)与导向叶片连接。

2.根据权利要求1所述的涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，所述随动活门(4)还包括衬套(44)，所述内衬套(46)和外衬套(45)一起收容于衬套(44)内，所述衬套(44)设有若干衬套油孔(441)；

所述第一套筒段与其中的一个衬套油孔(441)贯通；

所述第二套筒段与其中的另外一个衬套油孔(441)贯通；

其中的一个所述衬套油孔(441)和其中的另外一个所述衬套油孔(441)分别可操作地与所述第三油孔(43)和所述第二油孔(42)贯通。

3.根据权利要求2所述的涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，

所述内衬套(46)包括第一端(461)和第二端(462)，所述第一端(461)与所述调节凸轮(3)相抵接；

所述壳体(1)还固定设有一螺纹导杆(47)，所述螺纹导杆(47)抵靠所述内衬套(46)的所述第二端(462)；

所述螺纹导杆(47)上套设有一导杆内套(472)；

弹簧(48)套设于所述导杆内套(472)，且所述弹簧(48)的相对端分别抵接所述导杆内套(472)和所述内衬套(46)的所述第二端(462)。

4.根据权利要求3所述的涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，

所述内衬套(46)包括一内腔(464)，且所述内衬油孔(465)均与所述内腔(464)贯通；

所述第二端(462)为开口端，其内固定有一连接环(463)；

所述弹簧(48)部分套设于所述连接环(463)。

5.根据权利要求3所述的涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，

所述螺纹导杆(47)设有一头部(473)；

所述螺纹导杆(47)于所述头部(473)和所述导杆内套(472)之间还套有导杆外套(471)；

所述外衬套(45)包括第一端(451)和第二端(452)，所述第一端(451)与作动机构(5)相接触；

所述导杆外套(471)的一端抵顶于所述外衬套(45)的所述第二端(452)；

弹簧(49)套设于所述外衬套(45)，且所述弹簧(49)的相对端分别抵接所述导杆外套(471)和所述头部(473)。

6.根据权利要求2所述的涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，所述作动机构凸轮(51)安装于所述芯轴(55)的第一端；

所述芯轴(55)的第二端作为输出凸耳(53)与所述导向叶片的半齿环啮合；

所述作动机构齿轮(52)固定于所述芯轴(55)的第一端和第二端之间。

7.根据权利要求2至6中任意一项所述的涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，还包括固定于所述壳体(1)的进油机构(6)；

所述进油机构(6)设有进油管接头(64)及与所述进油管接头(64)连通的进油通道(65)；

所述进油通道(65)与其中一个所述衬套油孔(441)连通，且可操作地与所述第一油孔(41)连通。

8.根据权利要求7所述的涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，所述进油机构(6)包括固定于所述壳体(1)的进油管外壳(61)及套接于所述进油管外壳(61)内的进油管内壳(62)；

所述进油管接头(64)贯穿进油管内壳(62)。

9.根据权利要求8所述的涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，所述进油管内壳(62)内还设有油滤(63)；

所述进油管接头(64)和所述进油通道(65)之间通过所述油滤(63)贯通。

10.根据权利要求9所述的涡轮机导向叶片调节器，其特征在于，还包括连接于所述壳体(1)的出油机构(7)；

所述出油机构(7)包括与所述作动机构(5)相连通的出口管内壳(72)、出口管接头(73)及与所述出口管接头(73)相连接的单向阀门(71)。

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